重叠成键
在成键过程中，激发、杂化和重叠是同时发生的。
3）杂化轨道的数目, 成分 数目
杂化过程中形成的杂化轨道的数目 = 参加杂化的轨道的数目.
CH4 中参加杂化的有 2s, 2px, 2py, 2pz 4条原子 轨道, 形成的杂化轨道也是 4 条: 4 条完全相同sp3的杂化轨道.
成分
在sp杂化轨道中， s 和 p 的成份各 1/2， sp2杂化中， s 占1/3，p占2/3。
ss
s p
p p
重叠程度小于σ键，键能小于σ键，稳定性低，是化学 反应的积极参与者。
键
键
s p
键
Py Pz Px Pz
Py Px
2.2.3 杂化轨道理论
VB法成功的解释了共价键的形成过程和本质， 即共价键的方向性，饱和性。 缺点：不能解释分子的空间构型。
碳原子的价电子结构为 2s22px12py1，只有两个未成 对电子，所以它只能与两个氢原子形成两个共价单 键，形成CH2.
成键，电子云集中在氧原子周围，对成键电子对所占据的
杂化轨道有排斥作用，导致两个 O-H 键之间的夹角减小
为 104.5。
N
NH 3
H
H
H
HNH 107 18'

作业：BF3是平面三角形的几何构型 ，但NF3却是 三角锥形的几何构型，适用杂化轨道理论加以说明。
2.5 价层电子对互斥理论（VSEPR，valence-shell
2.2.2 价键理论 ( Valence Bond Theory )
价键理论也称为电子配对法 (VB法)。1927 年德国化 学家 W. Heitler 和 F. London 用量子力学处理 H2 分子结
构获得成功，后经 L. Pauling 等人发展建立了现代价键理
论 ( valence bond theory，VBT ) ——杂化轨道理论和价 层电子对互斥理论
价层电子对互斥理论要点 分子 ABm中, A 为中心原子, B 为配体, m为配体的个数， B均与A有键联关系. 本节讨论的 ABm 型分子中, A为主族元素的原子.
ABm 型分子的几何构型取决于中心 A 的价层中电子 对的排斥作用. 分子的构型总是采取电子对排斥力平 衡的形式.
1) 中心原子价层电子总数和对数
原子—原子之间作用力即化学键
化学键:离子键、共价键和金属键三种类型 2.1 离子键理论 离子键的形成与特点 定义：原子间发生电子得失，形成正、负离 子，通过静电作用而形成的化学键叫做离子键。
离子键的形成
nNa(3s1 ) 496mol1 nNa (2s 2 2p 6 ) kJ I
（2）共价键具有方向性 原子轨道的重叠程度越大，形成的共价键就越稳定。 即共价键的形成遵循原子轨道最大重叠原理。 原子轨道在空间有一定的形状和取向，只有沿着一 定的方向进行最大程度的重叠，以形成共价键，才能保证 成键原子轨道对称性的一致。
3. 共价键的类型
键：原子轨道沿键轴方向以
头碰头方式重叠形成的共价键
根据 VSEPR 理论预测 CH4 分子的结构是正四面体，
与实验测定结果一致，其中四个 C-H 键是完全等同的， H-C-H 之间的夹角均为 10928’。
为了从理论上解释多原子分子或离子的立体结 构，1931 年 Pauling 在量子力学的基础上提出了 杂化轨道理论(Hybrid Orbital Theory)
N H H
O H H B H B F
P F F
判断下列共价分子的几何构型：
NO2
解：分 子 价层电子对 孤对电子
SO2
成键电子对 价电子对构型 分子构型
NO2 （5+0）/2=2.5（3）1 SO2 (6+0)/2=3 1
2 2
平面三角形 平面三角形
V型 V型
键参数（bond parameters ）
1
- ne-
静电引力 nNaCl
nCl(3s 2 3p 5 ) 348.7mol1 nCl (3s 2 3p 6 ) kJ E
形成条件 XA – XB > 2.0 形成化学键 -450 kJ· -1 mol
ne-
形成过程：a 电负性小的活泼金属原子与电负性大的活 泼非金属原子相遇，由于电负性差较大，所以发生电子 得失，形成具有稳定结构的正负离子。 b 正负离子通过静电作用形成稳定的化学键。
2. 杂化轨道类型及在空间的几何分布
按参加杂化的轨道分：（1）s-p 型杂化 只有 s 轨道和 p 轨道参与的杂化称为 s-p 型杂化，主
要有以下三种类型：
sp 杂化
例：BeCl2， BeF2 ： 中心Be：2S2
2p
2s
SP杂化 激发
重叠成键
sp2 杂化
例2：BF3：中心B：2S2 2P1
electron-pair repulsion） 1940 年， N. V. Sidgwick 和 H. M. Powell 在总结实验
事实基础上，提出了一种在概念上比较简单又能比较准确
地判断分子几何构型的理论模型，后经 R. J. Gillespie 和 R. S. Nyholm 在 20 世纪 50 年代加以发展，现在称为价层 电子对互斥理论。 虽然这个理论只是定性地说明问题，但对判断共价分 子的构型非常简便实用。
2.2 共价键的价键理论（VB法）
2.2.1 1916年，Lewis经典价键理论：成键原子双方
各自提供外层电子组成公用电子对，成键原子达到 稀有气体原子的外层电子组态。 “八隅体”结构
H +
Cl
H Cl
但Lewis没有说明这种键的实质, 适应性不强. 在解释BCl3, PCl5 等未达到稀有气体结构的分子时, 遇到困难:
+
MO
(2). 如何判断分子的极性？ 共价键：电负性差= 0 非极性共价键 电负性差≠ 0 极性共价键
对双原子分子：化学键有极性，分子就有极性。 例:HCl，HF，极性分子 化学键无极性，分子无极性。 例 : H2，O2，N2，非极性分子 多原子分子 ：化学键无极性，分子无极性。 例 : S8，P4等（O3例外有微弱的极 性）。 化学键有极性：要看分子的空间构型， 分子具有对称中心则分子无极性。否则就有极性。
H2 分子中的化学键
1. 共价键的形成及本质
1 2
两个单电子
以
自旋相反
的方式相互接
3 ，两个电
近时， 电子所在的原子轨道发生重叠
子以自旋相反的方式结成电子对，这样会释放出 能量，体系能量就降低了，相当于在两原子间形
成稳定的共价单键。
例如：HF 分子 中, 形成一个共 价键.
如果 A、B 各有两个或三个未成对的电子，那么 自旋相反的单电子可以两两配对，形成共价双键 或叁键。
在计算价电子时，应减去相应的正电荷；如果是负离子， 在计算价电子时，则应加上相应的负电荷
如:
5 + 0×4 +3 = 8
NH4+ 5+1×4 –1 = 8 总数除以 2 ，得电子对数: 总数为奇数时， 对数进 1 例如：总数为 9，对数为 5
2) 电子对和电子对空间构型的关系
为了减少价电子对之间的斥力，电子对间应尽量 互相远离，尽可能减少电子对相互排斥， 在空间达到平衡取向.
解：分 子 BeCl2 BCl3 SO42价层电子对 (2+2)/2=2 (3+3)/2=3 (6+0+2)/2=4 成键电子对 2 3 4 价电子对构型 直线 平面三角形 正四面体 分子构型 直线 平面三角形 正四面体
解：分 子
价层电子对
成键电子
价电子对构型
分子构型
PCl5 SF6
（5+5）/2=5 （6+6）/2=6
1.杂化、杂化轨道的概念
1）杂化和杂化轨道： 原子在形成分子时，中心原子若干条能量相近的 不同类型轨道混合起来，重新组成一组数目相同的新 原子轨道，这种重新组合的过程叫杂化。
经杂化而形成的新的轨道叫杂化轨道。 下面以甲烷分子形成为例说明: 在形成分子过程中，通常存在激发、杂化、轨道重叠等 过程。
（1）激发
2s
2p
激发
2p
2s
SP2杂化
sp 2
BF3的形成
键角1200
sp3 杂化
（2）s-p-d 型杂化 ns 轨道、np 轨道和 nd 轨道一起参与的杂化称为 sp-d 型杂化，主要有以下几种类型： sp3d杂化 sp3d 杂化 sp3d 杂化轨道是由 1 个 ns 轨道、3 个 np
轨道和 1 个 nd 轨道组合而成的，它的特点是 5 个杂化轨
N2 分子怎样呢? 已知 N 原子的电子结构:
2. 共价键的特点：饱和性和方向性
（1） 共价键具有饱和性 共价键的总数是由其未成对的单电子数决定的。
例如，氯原子最外层有一个未成对的 3p 电子，它与 另一个氯原子 3p 轨道上的一个电子配对形成双原子分子 Cl2 后，每个氯原子就没有成单电子，即使再有第三个氯 原子与 Cl2 接近，也不能形成 Cl3 。
道在空间呈三角双锥形，杂化轨道间夹角为 90、 120 或
180。
sp3d 杂化和 PCl5 分子的形成示意图
sp3d2杂化 sp3d2 杂化 sp3d2 杂化轨道由 1 个 ns 轨道、3 个 np
轨道和 2 个 nd 轨道组合而成，它的特点是 6 个杂化轨道
指向正八面体的 6 个顶点，杂化轨道间夹角为 90 或180。
电子对数
2
180
120 3
4
10928 ’
180
5
120 90
5
180 90
6
3) 分子的几何构型与电子对构型的关系